Đồng bộ chuyển động cho đội robot bán tự động với người điều khiển không thụ động

( 0 đánh giá )
Miễn phí

Mỗi robot được mô hình hóa bằng bộ tích phân đơn: q̇ = u, với q là vị trí và u là vận tốc điều khiển.

  • Người điều khiển gửi lệnh vận tốc u_h đến một số robot trong đội (tập V_h), và nhận phản hồi hình ảnh từ chúng.
  • - Hai mục tiêu điều khiển:
  •   + Đồng bộ vị trí: tất cả robot hội tụ về vị trí tham chiếu r_q.
  •   + Đồng bộ vận tốc: tất cả robot di chuyển với vận tốc tham chiếu r_v và hội tụ về cùng vị trí.
  • - Người điều khiển được mô hình hóa là hệ thống thiếu tính thụ động với hệ số ảnh hưởng ε ∈ (0,1).
  • - Kiến trúc điều khiển gồm:
  •   + Một robot ảo (virtual master) nhận lệnh u_h từ người điều khiển.
  •   + Phản hồi hình ảnh y_h là tổ hợp tuyến tính giữa trạng thái robot ảo và trung bình trạng thái các robot thực.
  •   + Các robot thực sử dụng thuật toán đồng thuận PI để đồng bộ với nhau và với robot ảo.
  • - Chứng minh lý thuyết:
  •   + Dựa trên hàm năng lượng Lyapunov tổng hợp từ hệ robot và người điều khiển.
  •   + Dưới giả thiết ε < 1 và k ∈ (0,1), hệ thống đảm bảo hội tụ về mục tiêu điều khiển.
  • - Mô phỏng:
  •   + Mô hình người điều khiển dựa trên nghiên cứu McRuer (1980): H(s) = ω_c e^{-τs} / T(s), với T(s) là động lực học robot.
  •   + Kiểm tra tính thiếu thụ động bằng biểu đồ Nyquist.
  • - Thử nghiệm thực tế:
  •   + 7 robot di chuyển trên mặt phẳng, điều khiển qua Bluetooth.
  •   + Người điều khiển sử dụng máy tính bảng để gửi lệnh và nhận phản hồi hình ảnh.
  •   + Kết quả: robot hội tụ về vị trí tham chiếu ngay cả khi có vật cản.